DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS -...

DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDASDINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS

Vanesa Sancho EstebanVanesa Sancho Esteban

CONTENIDOS:CONTENIDOS:IntroducciónIntroducciónAtmósferaAtmósfera

ComposiciónComposiciónEstructura y funciónEstructura y funciónDinámica atmosféricaDinámica atmosféricaGradientes verticales (GVT, GAS, GAH)Gradientes verticales (GVT, GAS, GAH)Condiciones de estabilidad o inestabilidad Condiciones de estabilidad o inestabilidad Dinámica global. Efecto de Coriolis y vientosDinámica global. Efecto de Coriolis y vientos

HidrosferaHidrosferaComposición y dinámicaComposición y dinámicaDinámica globalDinámica global

La Cna transporatdora oceánicaLa Cna transporatdora oceánicaEl Niño y la NiñaEl Niño y la Niña


INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Llamamos Llamamos CAPAS FLUIDASCAPAS FLUIDAS a la a la atmósfera y a la hidrosfera porque atmósfera y a la hidrosfera porque ambas están constituidas por fluidos, ambas están constituidas por fluidos, aire y agua, respectivamente.aire y agua, respectivamente.

La atmósfera y la hidrosfera son los La atmósfera y la hidrosfera son los dos subsistemas terrestres mas dos subsistemas terrestres mas relevantes para el funconamiento del relevantes para el funconamiento del sistema climático. Ambos constituyen la sistema climático. Ambos constituyen la máquna climática,máquna climática, sistema clímatico sistema clímatico que funciona con la energía solar y que funciona con la energía solar y determina en gran medida el clima.determina en gran medida el clima.



El ciclo del aguaEl ciclo del agua

Funcionamiento de la máquina climáticaFuncionamiento de la máquina climática

La máquina climática actuá gracias a gradientes.La máquina climática actuá gracias a gradientes.

Un GRADIENTE es la diferencia exisente entre dos puntos en algunUn GRADIENTE es la diferencia exisente entre dos puntos en alguno o de los parámetros atmosféricos (temperatura, humedad o presión).de los parámetros atmosféricos (temperatura, humedad o presión).

Esta diferencia genera un movimiento de circulación del fluido Esta diferencia genera un movimiento de circulación del fluido mediante el cual se tiende a amortiguar las diferencias entre unmediante el cual se tiende a amortiguar las diferencias entre unextremo y otro.extremo y otro.

En el caso de la atmósfera, el transporte entre dos puntos lo reEn el caso de la atmósfera, el transporte entre dos puntos lo realiza el aliza el viento; en el de la hidrosfera, las corrientes oceánicas. viento; en el de la hidrosfera, las corrientes oceánicas.


Funcionamiento de la máquina climáticaFuncionamiento de la máquina climática

Los movimientos pueden ser:Los movimientos pueden ser:

--Movimientos verticalesMovimientos verticales. Por ejemplo los movimientos ascendentes y . Por ejemplo los movimientos ascendentes y descendentes del aire o del agua por variaciones en la temperaurdescendentes del aire o del agua por variaciones en la temperaura.a.

-- El aire es mal conductor del calor, no se calienta casi por la rEl aire es mal conductor del calor, no se calienta casi por la radiación solar adiación solar directa pero sí a través de la radiación que radia la superfisiedirecta pero sí a través de la radiación que radia la superfisie terrestre terrestre previamente calentada por el sol. El aire caliente, menos denso,previamente calentada por el sol. El aire caliente, menos denso, asciende, asciende, mientras que el frío, mas denso, desciende.mientras que el frío, mas denso, desciende.

-- El agua es mejor conductora del calor. Se calienta en la zona suEl agua es mejor conductora del calor. Se calienta en la zona superficial perficial permaneciendo fría en el fondo. Son difíciles los movimientos vepermaneciendo fría en el fondo. Son difíciles los movimientos verticales.rticales.

--Movimientos horizontalesMovimientos horizontales. Debidas al movimiento de los vientos o . Debidas al movimiento de los vientos o debidos a la desigual insolación en dos zonas terrestres, o a ladebidos a la desigual insolación en dos zonas terrestres, o a las s corrientes oceánicas debidas a las diferencias de salinidad o corrientes oceánicas debidas a las diferencias de salinidad o temperatura del agua.temperatura del agua.


ATMÓSFERAATMÓSFERA

CONCEPTO.CONCEPTO.Es la envoltura de aire que rodea a la Tierra.Es la envoltura de aire que rodea a la Tierra.

ORIGENORIGENLa atmósfera se formó por la desgasificación sufrida por la tierLa atmósfera se formó por la desgasificación sufrida por la tierra en su proceso de ra en su proceso de enfriamiento.enfriamiento.

COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN–– Componentes mayoritarios.Componentes mayoritarios.

Nitrógeno (NNitrógeno (N22) y oxígeno (O) y oxígeno (O22), Ar, CO), Ar, CO22..–– Componentes minoritarios.Componentes minoritarios.

Reactivos (CO, CHReactivos (CO, CH44, hidrocarburos, NO, NO, hidrocarburos, NO, NO22, NH, NH33, SO, SO22 y Oy O33))No reactivos (He, Ne, Kr, Xe, HNo reactivos (He, Ne, Kr, Xe, H22 y Ny N22O)O)

–– Componentes variables.Componentes variables.Vapor de agua y algunos contaminantes.Vapor de agua y algunos contaminantes.


ESTRUCTURAESTRUCTURA

–– TroposferaTroposfera

–– EstratosferaEstratosfera

–– MesosferaMesosfera

–– IonosferaIonosfera

–– ExosferaExosfera



–– TroposferaTroposfera. . Es la capa inferior de la atmósfera y termina en la Es la capa inferior de la atmósfera y termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud, siendo de 9 km cerctropopausa. Su altitud varía con la latitud, siendo de 9 km cerca de los a de los polos y de unos 16 km en el ecuador). En ella se concentran el 8polos y de unos 16 km en el ecuador). En ella se concentran el 80 % de 0 % de los gases atmosféricos que hacen posible la vida (oxígeno, nitrólos gases atmosféricos que hacen posible la vida (oxígeno, nitrógeno y geno y dióxido de carbono). La temperatura varía de los 15 º C de mediadióxido de carbono). La temperatura varía de los 15 º C de media en la en la zona más baja hasta los zona más baja hasta los ––70 º C en la tropopausa. Esta disminución tiene 70 º C en la tropopausa. Esta disminución tiene un valor medio de disminución de 0,65 º C / 100 metros y se denoun valor medio de disminución de 0,65 º C / 100 metros y se denomina mina gradiente vertical térmico (GVT). Aquí tienen lugar los fenómenogradiente vertical térmico (GVT). Aquí tienen lugar los fenómenos s meteorológicos. meteorológicos.

–– EstratosferaEstratosfera. . Se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa, Se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa, localizada a unos 50localizada a unos 50--60 km de altitud. La temperatura aumenta hasta 60 km de altitud. La temperatura aumenta hasta alcanzar los 0ºC en la estratopausa. Entre los 15 y 30 km se encalcanzar los 0ºC en la estratopausa. Entre los 15 y 30 km se encuentra la uentra la capa de ozono.capa de ozono.



–– MesosferaMesosfera. Se extiende hasta la mesopausa, situada hacia el kilómetro . Se extiende hasta la mesopausa, situada hacia el kilómetro 80. Aquí es donde se produce la inflamación de los meteoritos qu80. Aquí es donde se produce la inflamación de los meteoritos que entran e entran en la atmósfera (estrellas fugaces). La temperatura disminuye deen la atmósfera (estrellas fugaces). La temperatura disminuye de nuevo nuevo hasta unos hasta unos –– 80 º C.80 º C.

–– Ionosfera o termosferaIonosfera o termosfera. . Se prolonga hasta el kilómetro 600. La Se prolonga hasta el kilómetro 600. La temperatura aumenta hasta los 1000 º C debido a la absorción de temperatura aumenta hasta los 1000 º C debido a la absorción de las las radiaciones solares de onda más corta (rayos X y gamma) llevado radiaciones solares de onda más corta (rayos X y gamma) llevado a cabo a cabo por las moléculas de nit´rogeno y de oxígeno, que, debido a ellopor las moléculas de nit´rogeno y de oxígeno, que, debido a ello, se , se convierten en iones de carga positiva, liberando electrones. Es convierten en iones de carga positiva, liberando electrones. Es el lugar el lugar donde se producen las auroras boreales.donde se producen las auroras boreales.

–– Exosfera.Exosfera. Se extiende hasta el kilómetro 800 aproximadamente. Bajísima Se extiende hasta el kilómetro 800 aproximadamente. Bajísima densidad atmosférica.densidad atmosférica.


ESTRUCTURA. El efecto invernaderoESTRUCTURA. El efecto invernadero


ESTRUCTURA. La capa de ozonoESTRUCTURA. La capa de ozono


El ozono es una molécula triatómica (O3), gaseosa y de olor picante que existe en toda la atmósfera, en la que constituye en contaminante en las capas bajas, pero la mayor parte del ozono se encuentra en la Estratosfera, sobre todo hacia los 25 kiómetros de altitud.

Presenta un espesor variable, máximo en el ecuador, mínimo en los polos, y es transportado de uno a otro por la circulación horizontal de la estratosfera.

El ozono es destruido de manera natural al reaccionar con la luzultravioleta.

O2 + UV O + OO + O2 O3 + calorO3 + UV O2 + OO + O2 O2 + O2

DINÁMICA ATMOSFÉRICADINÁMICA ATMOSFÉRICA

–– Convección térmicaConvección térmica. Son movimientos debidos a la diferencia de . Son movimientos debidos a la diferencia de temperatura del aire. El arie caliente asciende formando corrientemperatura del aire. El arie caliente asciende formando corrientes tes térmicas ascendentes, mientras que el aire frío, más denso, tientérmicas ascendentes, mientras que el aire frío, más denso, tiende a de a descender.descender.

–– Convección por humedad.Convección por humedad. Son movimientos debidos a la cantidad de Son movimientos debidos a la cantidad de vapor de agua en el aire.vapor de agua en el aire.

Humedad absoluta. Es la cantidad de vapor de agua que hay en un Humedad absoluta. Es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen de volumen de terminado de aire (g/m3).terminado de aire (g/m3).Humedad relativa. Es la cantidad en tanto por ciento de vapor deHumedad relativa. Es la cantidad en tanto por ciento de vapor de agua que hay agua que hay en un metro cúbico de aire en relación al máximo que podría teneen un metro cúbico de aire en relación al máximo que podría tener para esa r para esa temperatura. temperatura.


DINÁMICA ATMOSFÉRICADINÁMICA ATMOSFÉRICAMovimientos verticales debidos a la presión atmosféricaMovimientos verticales debidos a la presión atmosférica

-- AnticiclonesAnticiclones -- BorrascasBorrascas


DINÁMICA ATMOSFÉRICADINÁMICA ATMOSFÉRICAGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidaGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidad.d.

GVT mayor que GAS. GVT mayor que GAS. Inestabilidad atmosféricaInestabilidad atmosférica. Hay movimientos verticales de . Hay movimientos verticales de aire, por tanto es posible la dispersión de los contaminantes.aire, por tanto es posible la dispersión de los contaminantes.


DINÁMICA ATMOSFÉRICADINÁMICA ATMOSFÉRICAGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidaGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidad.d.

GVT positivo y menor que GAS. Subsidencia. GVT positivo y menor que GAS. Subsidencia. Estabilidad atmosféricaEstabilidad atmosférica, no hay , no hay movimientos verticales. No hay dispersión de contaminantes.movimientos verticales. No hay dispersión de contaminantes.GVT negativo. GVT negativo. Inversión térmicaInversión térmica. Se dan casos de niebla. Tampoco es propicio . Se dan casos de niebla. Tampoco es propicio para la dispersión de los contaminantes.para la dispersión de los contaminantes.


Inversión térmica

EstabilidadInestabilidadEstabilidad

GVT GAS

DINÁMICA ATMOSFÉRICADINÁMICA ATMOSFÉRICAGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidaGradientes verticales. Condiciones de estabilidad o inestabilidadd


DINÁMICA GLOBAL ATMOSFÉRICADINÁMICA GLOBAL ATMOSFÉRICA

Efecto CoriolisEfecto Coriolis. Es una fuerza consecuencia del movimiento de rotación . Es una fuerza consecuencia del movimiento de rotación terrestre y de sugiro en sentido antihorario (de oeste e este). terrestre y de sugiro en sentido antihorario (de oeste e este).

No tiene un valor constante, es máxima en los polos y disminuye No tiene un valor constante, es máxima en los polos y disminuye hacie el hacie el ecuador.ecuador.

Debido a este efecto, se produce la desviación de la trayectoriaDebido a este efecto, se produce la desviación de la trayectoria del viento, del viento, hacia la derecha en el hemisferio norte, hacia la izquierda en ehacia la derecha en el hemisferio norte, hacia la izquierda en el hemisferio l hemisferio sur.sur.

Se produce un giro en sentido horario en los anticiclones y antiSe produce un giro en sentido horario en los anticiclones y antihorario en las horario en las borrascas en el hemisferio norte. Al revés en el hemisferio sur.borrascas en el hemisferio norte. Al revés en el hemisferio sur.


DINÁMICA GLOBAL ATMOSFÉRICADINÁMICA GLOBAL ATMOSFÉRICA


ZCIT

Células:

-Célula de Hadley

- Célula de Ferrel

- Célula polar

Principales vientos

- Vientos alisios

- Vientos del oeste

- Vientos polares

HIDROSFERAHIDROSFERA

CONCEPTO.CONCEPTO.Es el conjunto de todas las aguas de la Tierra.Es el conjunto de todas las aguas de la Tierra.

ORIGENORIGENLa atmósfera se formó por la condensación del vapor de agua en sLa atmósfera se formó por la condensación del vapor de agua en su proceso de u proceso de enfriamiento.enfriamiento.

COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN–– 97,5 % océanos97,5 % océanos–– 2,5 % aguas continentales2,5 % aguas continentales

Glaciares (68,7 %)Glaciares (68,7 %)Aguas subterráneas (30,1 %)Aguas subterráneas (30,1 %)Ríos, lagos, embalses (0,4 %)Ríos, lagos, embalses (0,4 %)Otros p.ej. permafrost (0,8 %)Otros p.ej. permafrost (0,8 %)


DINÁMICA DE LA HIDROSFERADINÁMICA DE LA HIDROSFERA

La Hidrosfera actúa como un importante regulador térmico debido La Hidrosfera actúa como un importante regulador térmico debido al elevado calor al elevado calor específico del agua. Por esta razón los lugares situados cerca despecífico del agua. Por esta razón los lugares situados cerca del mar tienen el mar tienen menor amplitud térmica que los continentes.menor amplitud térmica que los continentes.



CORRIENTES OCEÁNICAS. Clasificación:CORRIENTES OCEÁNICAS. Clasificación:

–– SuperficialesSuperficialesSu giro está condicionado por el giro del viento en torno a los Su giro está condicionado por el giro del viento en torno a los anticiclones anticiclones (giro horario en el hemisferio norte y antihorario en el hemisfe(giro horario en el hemisferio norte y antihorario en el hemisferio sur).rio sur).

–– ProfundasProfundasOriginadas por la diferencia de densidad de las aguas, que es maOriginadas por la diferencia de densidad de las aguas, que es mayor yor cuanto más fría y/o salada esté, tendiéndo a hundirse para dar lcuanto más fría y/o salada esté, tendiéndo a hundirse para dar lugar a una ugar a una circulación termohalina en vertical.circulación termohalina en vertical.



CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICACINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICAEs una especie de río de agua que recorre la mayoría de los mareEs una especie de río de agua que recorre la mayoría de los mares y océanos s y océanos del planeta. En la prmera mitad de su trayectoria lo hace como cdel planeta. En la prmera mitad de su trayectoria lo hace como corriente orriente profunda, condicionada por su densidad, y en la segunda, en formprofunda, condicionada por su densidad, y en la segunda, en forma de a de corriente superficial, supeditada por la acción de los vientos dcorriente superficial, supeditada por la acción de los vientos dominantes. ominantes.

IMPORTANCIA DE LA CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICAIMPORTANCIA DE LA CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICACompensa el desequilibrio de salinidad y temperaturas existenteCompensa el desequilibrio de salinidad y temperaturas existentes entre el s entre el Atlántico y el Pacífico, ya que este es menos salado y más cálidAtlántico y el Pacífico, ya que este es menos salado y más cálido por su mayor o por su mayor aislamiento respecto a las zonas polares.aislamiento respecto a las zonas polares.

Esta corriente se encarga, además de regular la cantidad de COEsta corriente se encarga, además de regular la cantidad de CO2 2 atmosférico atmosférico ya que el agua fría, al hundirse, arrastra una gran cantidad de ya que el agua fría, al hundirse, arrastra una gran cantidad de este gas, este gas, liberándolo unos mil años despues en las zonas de afloramiento. liberándolo unos mil años despues en las zonas de afloramiento.



CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICACINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICA



EL NIÑOEL NIÑOSe debe a un excesivo calentamiento superficial de las aguas delSe debe a un excesivo calentamiento superficial de las aguas del Pacífico Pacífico oriental junto a las costas de Perú. Ocurre cada 3oriental junto a las costas de Perú. Ocurre cada 3--5 años, alcanzando valores 5 años, alcanzando valores máximos por Navidad ( de ahí viene su nombre, por el niño Jesús)máximos por Navidad ( de ahí viene su nombre, por el niño Jesús). Suele . Suele durar de 9 a 12 meses.durar de 9 a 12 meses.Los vientos alisios amainan y no arrastran el agua de la superfiLos vientos alisios amainan y no arrastran el agua de la superficie oceánica cie oceánica hacia el oeste. Entonces, el agua superficial se caldea y se forhacia el oeste. Entonces, el agua superficial se caldea y se forma una ma una borrasca, quedándose las nubes sobre la zona central del océano borrasca, quedándose las nubes sobre la zona central del océano Pacífico o Pacífico o juno a la costa de Perú, que, en condiciones normales, es árida.juno a la costa de Perú, que, en condiciones normales, es árida.No se produce el afloramiento de los nutrientes marinos con lo qNo se produce el afloramiento de los nutrientes marinos con lo que se ue se perjudica la pesca.perjudica la pesca.Sobre la zona occidental del Pacífico se produce un anticiclón, Sobre la zona occidental del Pacífico se produce un anticiclón, lo que da lugar lo que da lugar a sequías en Indonesia, Australia y Filipinas.a sequías en Indonesia, Australia y Filipinas.

LA NIÑALA NIÑASe llama así a una exageración de la situación normal, que ocurrSe llama así a una exageración de la situación normal, que ocurre cuando los e cuando los alisios soplan con más intensidad de lo habitual.alisios soplan con más intensidad de lo habitual.


SITUACIÓN NORMALSITUACIÓN NORMAL


SITACIÓN ANÓMALA: EL NIÑOSITACIÓN ANÓMALA: EL NIÑO

Repasa:Repasa:

1.1. Define los siguientes conceptos: ozono, troposfera, estratopausaDefine los siguientes conceptos: ozono, troposfera, estratopausa, , gradiente vertical térmico (GVT), termosfera.gradiente vertical térmico (GVT), termosfera.

2.2. Explica en qué consiste el efecto invernadero.Explica en qué consiste el efecto invernadero.3.3. ¿Qué es la capa de ozono? ¿Qué importancia tiene para la vida?¿Qué es la capa de ozono? ¿Qué importancia tiene para la vida?4.4. ¿Qué diferencia hay entre anticiclón y borrasca?¿Qué diferencia hay entre anticiclón y borrasca?5.5. ¿Qué es la cinta transportadora oceánica?¿Qué es la cinta transportadora oceánica?6.6. Explica en qué consiste “El Niño” y sus consecuencias.Explica en qué consiste “El Niño” y sus consecuencias.


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